Nghiên cứu từ giảng viên EIU mở ra bước tiến mới cho việc điều hướng robot y sinh trong mạch máu 3D, phục vụ cho các ứng dụng như dẫn thuốc trúng đích. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí IEEE Robotics and Automation Letters (Q1, tháng 12/2024).
Trong các thủ thuật y học tương lai, việc điều hướng chính xác robot siêu nhỏ (microrobot) bên trong cơ thể là yếu tố then chốt để dẫn thuốc tới đúng vị trí tổn thương. Tuy nhiên, các hệ thống định vị hiện tại chủ yếu giới hạn trong không gian 2D và chưa đạt được độ chính xác kỳ vọng trong môi trường ba chiều phức tạp như hệ tuần hoàn. Trước thực trạng đó, nghiên cứu do TS Bùi Minh Phú – Trường Đại học Quốc tế Miền Đông – EIU, GS. Jungwon Yoon và các cộng sự tại Viện Khoa học Công nghệ Gwangju (GIST, Hàn Quốc) thực hiện, đã đề xuất một hệ thống định vị mới sử dụng công nghệ Magnetic Particle Imaging (MPI) ba chiều, giúp điều khiển robot y sinh di chuyển chính xác trong mô hình mạch máu 3D với độ sai số dưới 5 mm.
TS Bùi Minh Phú – Giảng viên Khoa Kỹ thuật EIU – Tác giả chính của nghiên cứu
Nghiên cứu đề xuất một phương pháp dẫn đường 3D thời gian thực cho robot siêu nhỏ bằng cách điều khiển linh hoạt điểm không từ (field-free point – FFP), cho phép quét chính xác theo từng đoạn mạch máu thay vì toàn bộ vùng như các phương pháp trước đây. Hệ thống sử dụng mô hình lực từ ảo (virtual FFP), giúp người dùng có thể trực quan điều khiển robot chỉ bằng chuột, bàn phím hoặc tay cầm như trong trò chơi điện tử, từ đó mở rộng khả năng ứng dụng trong phẫu thuật nội soi robot. Với tốc độ quét 4 ảnh mỗi giây, hệ thống đạt độ chính xác cao với sai số định vị trung bình dưới 0,7 mm trong môi trường chất lỏng mô phỏng mạch máu thực tế. Đặc biệt, robot siêu nhỏ chứa hạt từ đã được điều hướng thành công qua các nhánh rẽ phức tạp trong mô hình mạch máu 3D, thể hiện tính linh hoạt và hiệu quả cao trong môi trường ứng dụng y sinh. Công trình này không chỉ mở ra hướng đi mới cho dẫn thuốc trúng đích (targeted drug delivery), mà còn đặt nền móng cho phẫu thuật xâm lấn tối thiểu, điều trị ung thư, và phân phối thuốc thông minh.
